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《杠杆平衡条件实验和计算》考点+训练

探究杠杆平衡的条件是力学中重要的实验，而利用杠杆平衡条件计算是初中物理学生能灵活掌握的技能，中考中，杠杆平衡是重要的一个考点，各省市在历年考试中都有题出现。

一、实验：探究杠杆平衡条件：
1、实验器材与装置图：杠杆、钩码、弹簧测力计等

2、实验操作
（1）调节杠杆平衡：调节杠杆的平衡螺母,使杠杆不挂钩码时在水平位置平衡；杠杆平衡的调节方法：实验前平衡螺母左高左调，右高右调；
（2）在杠杆的左、右两端分别挂上不同数量的钩码,调节钩码的位置，使杠杆在水平位置再次平衡；
（3）根据钩码的质量,分别算出左、右两端钩码对杠杆的拉力F1、F2，量出杠杆平衡时的动力臂L1和阻力臂L2,填入表格；
（4）改变钩码个数或改变钩码在杠杆上的位置继续实验,再做两次并分别将数据记录在表格中；
（5）分析实验数据,得出结论。
3、交流反思
（1）实验前让支点处于杠杆中央，调节杠杆在水平位置平衡的目的是避免杠杆自身重力对实验造成的影响；
（2）实验中调节杠杆在水平位置平衡的目的是便于直接从杠杆上读取力臂；
（3）平衡螺母的作用是实验前调节杠杆在水平位置平衡，实验过程中不能再调节平衡螺母；
（4）多次实验的目的是避免偶然性，使结论具有普遍性；
（5）将杠杆一端的钩码换成弹簧测力计的好处是能直接测出拉力的大小，实验操作更方便，但一定要注意沿竖直方向拉动，以便测量力臂；如果测力计从竖直拉杠杆变成倾斜拉杠杆，仍保持杠杆平衡，测力计的示数会变大，因为力臂会变小；
（6）数据分析时，要注意不同的物理量不能进行加减计算，但可以进行乘除法计算，如不能进行F1+L1的计算，可以进行F1L1的计算。
4、实验结论：杠杆的平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，数学表达式：F1l1＝F2l2或 （动力臂是阻力臂的n倍，动力就是阻力的 ）
二、利用杠杆平衡条件计算：
1、题型分析
（1）已知F1、F2、L1、L2四个量中的三个计算第四个量，通过将F1l1＝F2l2变形，再直接带入求解即可。
（2）已知F2L2一定，分析F1与L1之间的关系，常常用来计算或画最小力，关键是找到最大动力臂：
①当动力作用点确定后，支点到动力作用点的线段即为最大动力臂；
②动力作用点没有规定时，应看杠杆上哪一点离支点最远，则这点到支点的距离即为最大动力臂。
（3）杠杆原来平衡，改变其中的一个要素，判断杠杆能否平衡或如何平衡操作才能使杠杆平衡：关键看ΔF1L1（动力与动力臂乘积变化量）与ΔF2L2的（阻力与阻力臂乘积变化量）大小问题。（杠杆水平平衡时，杠杆的格数可以看成力臂）